ソニックブームはどのタイミングで出ますか？

ネットで調べると
音速を超えるタイミングのみ
音速を超えていれば常に出ている
音速を超えるタイミングとそれ以降は時々出る。
Youtubeでの戦闘機やロケット打ち上げを見ると時々水蒸気が液体になり雲ができるなど
いまいちハッキリと分かりません。

本当は、どうなのでしょうか？

また、衝撃波ではないにしても戦闘機などが音速を超えた状態で上空を通過すると、
音速未満の状態と比べて音の大きさは大きく異なりますか？

2点について教えて下さい。

宜しくお願い致します。

No.6 回答者： rnakamra 回答日時： 2018/02/19 17:59

#5です。

>例えば、飛行機の速度を少しずつ上げていった場合、
それでグラフを描いた場合、
X軸を時間、Y軸をデシベルなりジュールにした場合、
どのようなグラフになるのでしょうか？

これは飛行機が音速を超えた時点での飛行機と観測者の相対位置に依存します。
もし、飛行機が音速を超えた時点で観測者よりも前にいる場合、そもそも衝撃波が当たらないためソニックブームは聞こえません(もちろん、通常の音は聞こえる)。

音速を超えたのが観測者よりも十分に後ろであれば、衝撃波が当たった瞬間もしくはそれよりも少し後にほんのわずかな時間聞こえます。
音の大きさについては飛行機の形状などいろいろなファクターで決まりますが、衝撃波は伝達する際に音波よりも拡散が抑えられるため通常の音よりも大きくなると思います。

わずかな時間聞こえると書いていますが、これは衝撃波自体が一瞬で通過してしまうため、その衝撃波により発生するソニックブームも観測者にとってはわずかな時間にすぎないということにすぎません。
衝撃波自体は音速を超えている限り発生し続け、それに伴いソニックブームは連続的に移動しながら発生しているのです。

No.5 回答者： rnakamra 回答日時： 2018/02/19 07:49

動画で聞こえる音、これは本当に音なのか。

その点からしっかりと吟味しないと質問者の質問は意味を成さない。

マイクで受け取るのは果たして音だけなのでしょうか。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

例えば、飛行機の速度を少しずつ上げていった場合、
それでグラフを描いた場合、
X軸を時間、Y軸をデシベルなりジュールにした場合、
どのようなグラフになるのでしょうか？

お礼日時：2018/02/19 13:22

No.4 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/02/18 18:33

衝撃波はもはや音（音波）ではありません、空気中を伝わる衝撃です。

持っているエネルギはたぶん桁外れ、何かの原因で音に変換されると、すごい音になることは容易に想像できます。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

Youtubeの動画を見るとある程度離れていれば音として認識できるように思います。

例えば、飛行機の速度を少しずつ上げていった場合、
それでグラフを描いた場合、
X軸を時間、Y軸をデシベル（機械で計測）にした場合、
どのようなグラフになるのでしょうか？

お礼日時：2018/02/18 19:26

No.3 回答者： trajaa 回答日時： 2018/02/18 17:27

最初の質問でも補足でも音(衝撃波)の話と雲(水蒸気)の話をごちゃ混ぜにしているは質問主さんですから

なので、まずそこが違うという意味で回答をしています

No1
>音速を超えていれば常に出ている
No2
>ソニックブームは、音速を超える時に起きる衝撃波であり
回答が矛盾しております。

言い方を変えますか『音速を超えている時に起きる衝撃波であり』
　　　　　　　　　　　　　　＾＾＾＾＾

この回答へのお礼

再度、回答いただきありがとうございます。

音速を超えている時に起こるとのことですが、
Youtubeの物はソニックブームなのでしょうか？
異なるのでしょうか？

また、ソニックブームは継続的に起こる物なのでしょうか？

例えば、飛行機の速度を少しずつ上げていった場合、
それでグラフを描いた場合、
X軸を時間、Y軸をデシベルにした場合、
どのようなグラフになるのでしょうか？

お礼日時：2018/02/18 19:24

No.2 回答者： trajaa 回答日時： 2018/02/18 16:43

えーと

根本的に「ソニックブーム」を勘違いしていませんか？

ソニックブームは、音速を超える時に起きる衝撃波であり

貴方がリンクで示したようなものは、ソニックブームでも何でもありません

遷音速(音速に近い速度域)に達した状態の時に起きる現象で
航空機が音速に近づくにつれて、ドップラー効果が極端になり空気の圧縮が起きて
気圧と気温の極端な変動が起きます

気圧と気温の変動に伴い、大気中の水蒸気の凝集が起きて雲のような状態になります

ソニックブームは、雲の発生する現象ではなく
爆発音のような音の衝撃波に対して使用する言葉です

こちらでも『しばしば音の壁を突破した「瞬間」の現象としてメディアなどで紹介されるが、飛行速度が音速未満でも発生』と紹介されている

プラントル・グロワートの特異点 - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%97%E3%83%A9 …

美しきマッハの世界…戦闘機が音速近くで飛ぶときに発生する円形の雲「ベイパーコーン」:らばQ
http://labaq.com/archives/51514753.html

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

ベイパーコーンについて、プラントル・グロワートの特異点　初めて知りました。雲の発生は、厳密には音速突破と一致するわけではないのですね。ただ、音速付近ではよく観察される現象で勘違いも多いようですね。私も音速突破の時に発生する物だと思っていました。

ソニックブームについてですが、一応、Youtubeのタイトルは　Sonic Boom Examples　とありますので、ソニックブームの例という意味ではないでしょうか？
https://www.youtube.com/watch?v=45yQ3nfu3SQ
0:02
0:08
0:13
については、ドンという音がしていますし明確にソニックブームだと思ったのです。この動画の投稿者も私も勘違いしていると言うことでしょうか？


また、単発で鳴る音か常に鳴り続ける音なのかよく分かりません。と申しますのも、2回、回答いただいていますがNo1とNo2では矛盾する回答になっていませんでしょうか？

例えば、コンコルドや戦闘機がマッハ1.1～2で飛び続けた場合と、0.9で飛び続けた場合、音の聞こえ方がどのように感じるのかに興味を持っています。



No1
>音速を超えていれば常に出ている
No2
>ソニックブームは、音速を超える時に起きる衝撃波であり
回答が矛盾しております。

お礼日時：2018/02/18 17:10

No.1 回答者： trajaa 回答日時： 2018/02/18 14:37

音速を超えていれば常に出ている

>時々水蒸気が液体になり雲ができるなど
ソニックブームじゃない
ヴェイパー - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%B4%E3%82%A7 …

>音速未満の状態と比べて音の大きさは大きく異なりますか？
はい

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

液体の雲についてですが、表現が悪く済みません。
https://www.youtube.com/watch?v=45yQ3nfu3SQ
https://www.youtube.com/watch?v=x6DUbxCpszU
なかんじで気体にまとわりつく雲みたいな物です。

また、ソニックブームが常に出ているとのお話ですが上記のYoutubeを見る限り、
ずーっとソニックブームが出ているようにもみえずよく分からないのです。
ただ、観客に見せるために速度は音速前後を何度も行き来しているのかもしれませんが・・・

お礼日時：2018/02/18 16:27